Три главных игрока полупроводниковой отрасли — исследовательский центр imec, производитель литографического оборудования ASML и крупнейший контрактный производитель чипов TSMC — собрали на одной пластине стандартного размера (300 мм) транзисторы нового поколения. Вместо кремния каналы в них сделаны из сверхтонких 2D-материалов — веществ толщиной буквально в один-два атомных слоя.
Транзисторы двух типов — n-канальные и p-канальные — разместили с шагом 50 нм. Это рекорд для комплементарных 2D-устройств, и он вплотную приближается к показателям современного кремния. Длина канала — 28 нм, достигнутая с помощью одного прохода EUV-литографа. Результаты опубликованы на конференции IEEE/JSAP Symposium on VLSI Technology and Circuits.
94% транзисторов работают исправно. Соотношение токов включения и выключения — выше 100 000: транзистор чётко переключается между состояниями, что критично для логики. В n-канале использован дисульфид молибдена (MoS₂), в p-канале — диселенид вольфрама (WSe₂) или дисульфид вольфрама (WS₂).
Контекст: кремний как материал для транзисторов подходит к физическому пределу миниатюризации. Дальше уменьшать размеры становится всё сложнее — кремниевые каналы слишком толстые и пропускают паразитные токи. 2D-материалы решают эту проблему принципиально: их каналы атомарно тонкие, утечки минимальны.
Главное в этом результате — не просто рекордный шаг, а то, что работа проведена на пластине 300 мм. Это стандартный формат заводов TSMC, то есть технология хотя бы в принципе совместима с реальным производством. До серийных чипов путь ещё долгий: нужно отработать стабильность, масштабируемость и стоимость. Но базовый барьер — «можно ли это сделать в промышленном формате» — пройден.
